专家回顾俄卫星通信发展 称军事应用曾领先美国

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资料图：俄罗斯“格洛纳斯”卫星计划完成后的效果图

 
　　不论用户处于什么样的位置、运动状态和天候气象条件之中，卫星通信都能为其提供信息服务，它已经成为蓬勃发展之中的重要信息领域。事实上，重要工业国家的武装部队指挥机构都将卫星通信能力视为任何战场上最重要和最优先的信息优势。因此，他们向国防卫星通信系统投入了大量资金用于开发和升级。军事卫星系统的潜在能力，占据着某些尖端优势，如宽带传输信道，高可靠性、高质量、远距离、不受地形影响、高度灵活，这些都使其能满足各个层次用户的需求：从战略指挥控制中心到战术机动指挥控制设备，包括分队指挥员和个人通信服务。
在俄联邦武装部队的指挥控制体系内，卫星通信设备也得到了广泛应用。随着武装斗争方式方法的改进，最新武器装备和军事硬件的应用，卫星通信被视为确保部队和武器装备的指挥控制稳定性，以最小的损失及时传输所需大容量信息的最重要手段。
　　从卫星通信出现至今，建立并改进国防卫星通信系统和设备的任务都受到了高度重要。正因如此，在俄联邦国防部的投资计划中，国防卫星通信系统享有高度优先权。
　　在苏联时代，第16通信系统工程局、莫斯科无线电通信科研协会、无线电研究与开发协会就白手起家，致力于建立和发展以国防为导向的民用卫星通信系统。
　　我们国家的第一个卫星通信研究项目于20世纪50年代依据政府的决策开始起步，国防部的第16中央科研与测试协会(CSRTI)受权准备和实施第一颗通信卫星“莫尔尼亚1号”的测试工作。为完成这项任务，该协会于1961年2月成立了卫星通信部门，直接参与其中的人员要掌握新的通信类型，并将其引入武装部队和国家经济领域。
　　在“莫尔尼亚1号”系统的工业设计阶段，中央科研与测试协会(CSRTI)的研究人员密切监视着试验的结果，并与武装部队的研究机构一道，将建立并运用卫星通信链路的概念变为现实。他们对各种卫星通信链路的方案都进行了检验(包括将月球作为被动通信卫星)。对试验结果的分析表明，在高轨道上使用主动式卫星应答器更为有利。经过计算，他们挑选出两个卫星轨道：椭圆轨道和静止轨道。
　　卫星于1965年4月23日被发射升空，正式宣告了“莫尔尼亚”系列卫星开始高椭圆轨道运行。莫斯科与弗拉迪沃斯托克之间的第一条卫星通信链路成功地开通了。
　　继“莫尔尼亚1号”卫星发射后，卫星无线电通信的后续试验由中央科研与测试协会(CSRTI)的首席工程师M•V•库夫申诺夫上校、副首席工程师V•A•科梅尔留克少校和工程师V•S•博格丹诺夫，在无线电研究与发展协会和无线电通信科研协会的人员的密切配合下共同实施指导。在无线电联络测试过程中，也对国防部第16中央科研与测试协会(CSRTI)的试生产工厂制造的试验性卫星通信站进行了测试。
　　通过试验性地面站，首次利用卫星通信链路进行了数字形式的信息传输(当时，国内外的所有信息传输还都采用模拟信号)。
　　因参与了“莫尔尼亚1号”卫星通信系统的开发和试验，中央科研与测试协会(CSRTI)的成员V•A•科梅尔留克获得了苏联政府奖。
　　“莫尔尼亚1号”研发和试验的结果被进一步用于中央科研与测试协会(CSRTI)的系统化研究之中(由V•S•博格丹诺夫、M•V•库夫申诺夫、V•A•科梅尔留克、V•D•弗奥多罗夫进行研究指导)，他们为国防部提出卫星通信运行技术的军事需求，并提供给负责“莫尔尼亚1号”通信卫星运营的工业部门。
         在继续对这套专门系统进行研究、部署和升级的同时，中央科研与测试协会(CSRTI)又致力于为武装部队设计第一套多信道一体化卫星通信系统(ESSS-1)。
20世纪70年代，中央科研与测试协会(CSRTI)积极地研究国防卫星通信系统的系统融合问题。在此期间，他们提出了系统技术需求，并研制了战略、战役、战术各指挥控制层次使用的卫星通信系统陆基综合设备。国防部与通信部就一体化卫星通信系统的使用权进行了分割，但仍然使用通用的航天器和指挥管理单元。在此期间得出的重要结论是，国防部卫星通信系统应以“拉杜卡”通信航天器(地球静止轨道)和“莫尔尼亚3号”航天器(高椭圆轨道)为基础。
　　国防部第16 中央科研与测试协会(CSRTI)为武装部队卫星通信系统的建立和运行打下了系统技术基础：他们提供了通信卫星轨道类型的基本原理，频段，应答器类型，建立地面站的原则。他们开创性地提出了地面站采用小型碟形天线(不超过2.5米)的建议。中央科研与测试协会(CSRTI)的研究人员在国防卫星通信系统中首次实现了数字信息传输和多信道技术，这使得苏联武装部队在20世纪70年代遥遥领先于美国武装部队的同类设备。这是全世界首次利用在轨通信航天器的应答器处理地面站信号，也是首次在通信链路中使用综合抗干扰信号。
　　所有这些工作都为武装部队下一代卫星通信系统奠定了基础。
　　1972年，在国防部第16中央科研与测试协会(CSRTI)的科技和工程支持下，工业部门开始设计新的ESSS-1国防卫星通信系统，同时开发生产了“克里斯托尔”地面站。ESSS-1被设计成全数字式接力系统，在轨卫星直接处理地面站的信号，并应用了新一代地面站——节点站。
　　“克里斯托尔”地面站系统的突出特点是卫星通信节点站和终端站(机动式和固定式)、装在地面部队装甲车、空降部队GAZ-66型车辆以及机械化步兵战车上的小型站，还有空军、海军和铁路上使用的卫星通信站。
　　与此同时，固定式卫星通信中心的设计建造工作也在进行之中。中央科研与测试协会(CSRTI)对复杂设备的设计进行军事和科学监督，积极地参与到组装、测试和使用之中。
　　中央科研与测试协会(CSRTI)的系统技术方案，为空基和海基地面站提供了初步运行能力。他们提出的原则使数字式通信信道的时分(脉冲)多路技术设备成为现实。这些设备后来被用于建立光缆、无线电接力和对流层散射通信链路所需的一体化复杂脉冲信道。
　　由“拉杜卡”航天器、“莫尔尼亚3号”航天器和“克里斯托尔”系列地面站组成的ESSS-1系统，于1980年投入运行。该系统能为各层次的用户提供卫星电话和电报通信，并承担着俄联邦武装部队机动式指挥控制中心的主要信息负荷。“拉杜卡”航天器的应答器能进行在轨信号处理，还建立了9个通信方向的节点站，这就使建立节点网络成为可能，该网络能为用户提供完全融合的运行模式，能完全满足当时苏联部队通信系统对最小通信设备的需求。
　　在整个运行期间，ESSS-1被证明是具有高度可靠性的部队指挥控制工具。直到现在，“克里斯托尔”地面站仍然在使用。
　　从20世纪70年代末到80年代，中央科研与测试协会(CSRTI)一直与工业部门一道，致力于改进多用途国防卫星通信设备。在20世纪80年代后半段，航天器和地面站的发展为主要的指挥控制机构和配备特殊通信中心的作战部队提供了可靠的通信。国防部中央科研与测试协会(CSRTI)的专家们无疑为这一成就做出了重要贡献。
　　需要指出的是，实践证明建立国防卫星通信系统的基本原理是完全正确的(数字式信息传递方法的运用、星上信息处理、背靠背信号接力、基于宽带信号的反干扰方法的引入、节点站和节点网的发展)。
　　在中央科研与测试协会(CSRTI)的卫星通信升级中，旨在保护通信链路免遭有意干扰的研究工作占据了很大比重。其研究思路是寻找新的信息传递反干扰方法。以这项研究为基础，1977年，工业部门创造了Kulon-Sh宽带卫星通信设备，具有通信信道的高噪音过滤能力。
　　中央科研与测试协会(CSRTI)在高敏感性宽带低噪音输入接收机的发展上做出了重要贡献。20世纪60到70年代，苏联率先进行了用于放大器的半导体微波设备基础性和实用性研究。其研究成果使工业部门找到了开发低噪音放大器(LNA)的方向。低噪音放大器的研究成果直接催生了位于基辅的“土星”专门研究机构。担任过实验室负责人的V.N.阿尔费耶夫被指定为该机构的主管，而该机构在低噪音放大器方面的研究成果则被应用到所有ESSS-1地面站中。
　　在20世纪80年代的前5年，中央科研与测试协会(CSRTI)承担了繁重的研究任务，与武装部队的研究与开发机构如通信军事学院、基辅军事通信学校等联合攻关，不断改进作战运用方法并提高卫星通信设备的可持续运行能力，以及统一的第二代卫星通信系统(ESSS-2)的需求进行调整。由于在联合攻关中成功地解决了系统性和技术性问题，新老技术设备的性能都得到了提升。一些重要的问题得到了研究，例如双 波段地面站和航天器多波束星上天线，以及更先进的反干扰设备。
　　在对工业部门开发卫星通信技术设备的工作进行军事科学监督的过程中，中央科研与测试协会(CSRTI)的专家们必须以当时的条件为基础，解决不断涌现的具有挑战性的系统与工程任务。
　　中央科研与测试协会(CSRTI)的研究人员提出的方案包括增大星上接收机信道容量、新式反干扰信息保护方法、开发用于机动指挥控制的地面站，这些都在现实条件下为部队提供了可持续的指挥控制。
　　在这一阶段，一系列综合研究方案的实施使ESSS-2系统的需求和主要原理得以脱颖而出。
　　这样，就确定了ESSS-2系统包括Raduga-1航天器、Raduga-2航天器(地球静止轨道)、“子午线”航天器(高椭圆轨道)，以及包括Liven、Legenda-2、Barier-T在内的多用途/军用卫星通信地面复合体。通过实现技术方案，增大了接收机的信道容量，开发了新的信息反干扰方法和新型通信网络。ESSS-2系统的主要技术方案都是在中央科研与测试协会(CSRTI)军事技术基本原理的基础上开发出来的。
　　从性能特征来看，ESSS-2系统可以与国外最先进的同类系统相媲美。中央科研与测试协会(CSRTI)通过地面站多频段天线阵列开发的理论性和实验性研究，对ESSS-2系统做出了主要贡献。中央科研与测试协会(CSRTI)开发的基础性多频段实验模型，在Liven和Legenda-2基站的生产中得以实现。
         在20世纪90年代，中央科研与测试协会(CSRTI)直接参与到多个卫星通信地面站的开发工作中。
例如，为了给1997年部署在波斯尼亚黑塞哥维纳的维和旅司令部和维和营提供卫星通信手段，中央科研与测试协会(CSRTI)的人员在3个星期内设计并生产了：以Kristall-AB卫星通信终端为基础的卫星通信节点站；三个综合性电话中心站，每个中心站配备两到三个Barier-T小型卫星通信。在著名的俄罗斯作战部队向科索沃突然推进过程中，中央科研与测试协会(CSRTI)制造的综合设备为维和旅司令部提供了与莫斯科直接通信的能力。
　　武装部队面临的维和行动、地区冲突、作战警戒等多样性任务，可以并应该得到低能量小型卫星通信站的保障。20世纪90年代初，中央科研与测试协会(CSRTI)与其它部门(克拉斯诺亚斯克无线电通信科研协会、莫斯科无线电通信科研协会)合作，对开发ESSS-2系统的低能量通信站的问题进行了探索。以此为基础，1997年至1999年开发出了到目前还在大规模生产的Legenda-2P车载站，其特点是可靠性、操作简单有效。在集成式地面站(Legenda-2KUL)和改进型固定站(Kirstall-UNL、Liven-UNL)的基础上开发出了节点网络，军事人员史无前例地有了利用卫星信道就社会问题进行会谈的机会。
　　根据1999年9月27日颁布的俄联邦总统令，一体化卫星通信系统(第一阶段第2步)编入俄联邦武装部队。这一步的系统包括Raduga-1太空综合体(1996年投入使用)、国家卫星通信中心、卫星通信收发中心、各个指挥控制层次所使用的固定、机动、车载、背负式地面站(Liven、Legenda、Barier)，以及20世纪90年代投入使用的武装部队作战保障地面站。
　　在20世纪90年代初，考虑到局部冲突经验，将卫星通信拓展到战术指挥控制(TCCE)层次已成为一个尖锐的问题。中央科研与测试协会(CSRTI)的人员直接参与到卫星通信网络需求、建立与运行该网络的原则、卫星通信设备等需求的开发之中。考虑到经济与预算问题，为战术指挥控制建立单独的系统是不现实的。因此，他们提出了通过增加地面站数量、采用打包多路技术、设计小型低能量卫星通信站，以及使用集成电路(IC)进行信号处理的50至70公斤地面站，来运用现有通信卫星接收机开发战术指挥控制卫星通信网络的建议。
　　此外，还确定了研究开发工程的军事运用需求，并提供给工业部门开发一系列新型战役-战术级和战术级指挥控制地面站(Liven-L、Belozer、Legenda-MD)。
　　需要指出的是，Liven-L地面站是第一代Liven-O地面站的升级版，其尺寸减小了四分之三，而可靠性增大了四倍，通信能力增加了两倍。通过Liven-L地面站的技术优化，Legenda-MD综合体中的小型抗干扰地面站得以顺利开发。
　　例如，核心硬件模块是Liven-L研究开发工作的一部分，其改进之处被运用到了新型(第二代)Legenda-MD(6类地面站)和Liven-VM综合体(4类地面站)以及武装部队作战保障特殊地面站的组装之中。
　　正是由于具有了运用核心硬件模块对新型地面站进行打包的能力，才显著地减小了地面站设计所需的时间。新型地面站的可靠性增长了大约10倍(无差错运行时间达到5000小时，而第一代则为200到500小时)。将来，核心模块技术将会用于开发Ladya、Lava和Lavina综合体等第三代地面站。
　　Legenda-MD系统的小型卫星通信站运用了三个频段，其重量和体积都减小了四分之三，通信信道容量增大了7倍，可靠性增大了10倍。
　　该综合体还包括可装备在直升机和铁路设施上的地面站。
　　使用上的灵活性是Legenda-MD地面站的主要优势之一。地面站将广泛应用于战役-战术层次和战术控制、指挥车辆、装甲人员输送车、汽车和其它设备，可以野战部署或固定部署。与此同时，Legenda-MD地面站能够运用节点网络和无线电网络。
　　Belozer单兵背负地面站已经交付俄联邦武装部队使用。该地面站的特点是可靠性和通信容量都比Barier地面站高。
　　目前正在开发第二代核心固定式和机动式地面站：ESSS-2 Liven-VM系统，用于战略层次和战役-战术层次的指挥控制。与此同时，重量和尺寸以及能量消耗都显著减小，机动性、网络容量、抗干扰能力都得到增长，整体可靠性自然也相应增大。除了主要的运行模式外，地面站还提供高速通信专向、低能量网络地面站以及ESSS-2地面站原有的全部通信专向。
　　现代卫星通信地面站(Legenda-MD、Liven-VM)配备了网络导航设备，显著地减小了地面站寻找合适部署地形的时间，实际上可以忽略地形限制，提供机动中的卫星通信并减小初始联络过程中的闭锁时间。
　　武装部队作战保障使用的新型地面站也正在开发，此外收发中心也正在以Legenda-MD和Liven-VM综合体为基础进行升级。
　　伴随着新地面站需求的开发，在20世纪90年代末期，国防部第16中央科研与测试协会(CSRTI)的人员验正并开发了“子午线”和Raduga-IM新型通信卫星接收机的需求。中央科研与测试协会(CSRTI)的专家们积极参与到接收机开发和测试的监督中。通过这些卫星接收机的信道融合、星上信号处理和背靠背接力，其通信容量得以增大，干线通信专向和低能量地面站网络得以建立，并且都达到了主要通信专向所需的噪音消除水平。
　　目前，中央科研与测试协会(CSRTI)仍然在开发、测试、引进新型野战卫星通信设备和综合体的过程中发挥着主要的军事和科学监督作用。
　　在这一领域，中央科研与测试协会(CSRTI)的主要研究集中于以ESSS-2技术方案为基础的现代国防卫星通信系统的开发和部署，并引入先进的噪音消除方法以及多站接入、信息发送、多路由等技术。
　　俄联邦武装部队未来的卫星通信系统将以新一代太空综合体Raduga-2(地球静止轨道)、“子午线-2”(高椭圆轨道)和Ladya、Lava、Lavina卫星通信综合体为基础。与此同时，应当为俄联邦武装部队指挥控制和安全机构提供任何军事实践背景下的统一的卫星通信设备和系统。
　　未来的太空与地面卫星通信综合体将在第三代卫星通信网络的信息接收方法、多站接入技术、噪音消除技术等方面采用最新技术的方案。
　　在未来的卫星通信系统中，将根据俄联邦武装部队和安全机构的特殊需求而建立专门的机动卫星通信(MSC)网络。机动卫星通信(MSC)通信应当通过便携式或可输送式终端站以及用户的固定终端站，来提供机动电话联络、数据传输、传真通信、短消息接收等功能。
　　机动通信网络和专向应当依据俄联邦国防军事卫星通信系统的统一原理和方法来建立。与此同时，各种类型和不同波段的地面站，可以通过卫星通信接收机来实现横向链接。
　　通过建立高能卫星轨道编队，可以使用户装在机动设备上的小型终端能达到所需的能量供给水平，从而实现这一网络的演变。此外，这些通信卫星应当能够根据所需的卫星通信网络类型和特殊的运行环境，来调整其编组结构。在开发高能量通信卫星的过程中，必须运用现代技术尤其是大型天线阵列技术和星上信号转换技术。
　　因此，通过中央科研与测试协会(CSRTI)专家们与国防部和工业部门的长期联合攻关，卫星通信系统正在继续发展。俄联邦武装部队接收的现代卫星通信设备，为部队和武器的指挥控制提供了高效率和高可靠性。
 

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